
- •Глава 4. Методика теплового расчета теплогенерирующих установок
- •4.1. Составление теплового баланса котла
- •Средняя теплоемкость воздуха и газов
- •Средняя теплоемкость горючих газов
- •Параметры теплоносителей в опорных точках газовоздушного и водопарового трактов котлов
- •Продолжение табл. 4.3
- •Температура уходящих газов
- •Температура горячего воздуха на выходе из воздухоподогревателя
- •Потери теплоты от наружного охлаждения парогенератора
- •Потери теплоты от наружного охлаждения водогрейного котла (ориентировочно)
- •4.2. Расчет теплообмена в топке
- •Значения параметра Mо
- •Значения коэффициента Aзл для топок с твердым шлакоудалением
- •Значения коэффициента поглощения лучей частицами кокса
- •Значения коэффициента ζ
- •4.3. Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •Физические характеристики воздуха и дымовых газов
- •Значения коэффициента ψ при сжигании мазута
- •Значения коэффициента ψ при сжигании газового топлива
- •Вопросы для самопроверки
Продолжение табл. 4.3
Параметр |
Рекомендуемое значение |
Водопаровой тракт барабанных котлов | |
Энтальпия
воды на выходе из первой ступени
двухступенчатого кипящего экономайзера
|
|
Снижение энтальпии пара в регуляторах перегрева Δiрег, кДж/кг |
65–68 |
Температура
пара за ширмами
|
≤ (480–485) |
Приращение энтальпии пара в горячих ступенях пароперегревателя Δiг.с, кДж/кг |
≤ (160–200) |
*1 Рекомендуемые значения температур зависят от вида топлива и поверхности нагрева, находящейся за топкой. *2 Для котлов, работающих только на газе, по условиям работы ширм и конвективных поверхностей нагрева может быть допущена более высокая температура. *3 В числителе температура воздуха на входе в трубчатый воздухоподогреватель, в знаменателе – в регенеративный. |
Количество воздуха, поступающее в воздушный тракт котла, отнесенное к теоретически необходимому определяется по формуле
|
(4.9) |
где т – коэффициент избытка воздуха в топке (см. табл. 1.4); Δт, Δпл, Δвп – присос воздуха в топку, систему пылеприготовления и воздухоподогреватель (см. табл. 1.5).
Таблица 4.4
Температура уходящих газов
Топливо |
Рекомендуемые
значения | |||
150 |
215–235 |
265 | ||
Содержание серы (для мазута), % | ||||
до 1 |
1,1–2 |
2,1–3 |
> 3 | |
Твердое топливо с приведенной влажностью, %/(1000 кДж/кг):
сухое,
влажное,
сильно
влажное,
|
110–120 120–130 130–140 |
120–130 140–150 160–170 |
130–140 150–160 170–180 | |
Мазут |
140 |
150 |
160 |
165 |
Газ без сернистых соединений |
Не ниже 90 |
Таблица 4.5
Температура горячего воздуха на выходе из воздухоподогревателя
Топочное устройство |
Система пылеприготовления |
Топливо |
tг.в, °C |
Топки с твердым шлакоудалением |
Замкнутая, с воздушной сушкой |
Антрацитовый штыб (АШ) |
450–470
|
Тощий (Т) |
420–450*1 | ||
Прочие каменные угли |
300–420*1 | ||
Бурые угли, торф |
350–400*2 | ||
Сланцы |
250–300 | ||
Замкнутая, с газовой сушкой |
Бурые угли |
300–350*3 | |
Разомкнутая, с газовой сушкой |
Для всех топлив |
Не более 350 | |
Топки с жидким шлакоудалением |
Полуразомкнутая или разомкнутая, с подачей пыли горячим воздухом |
АШ |
450–470
|
Т |
400–450*1 | ||
Газомазутные топки |
– |
Газ, мазут |
230–270 |
*1 Большие значения для окисленных углей 2-й группы и тощих 2Т.
*2
При высоковлажном торфе
*3 Большие значения при высокой влажности топлива. |
3. Рассчитывается теплота, вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании жидкого топлива, определяется следующим образом, кДж/кг
|
(4.10) |
где Gф – расход пара на распыливание 1 кг мазута, кг/кг (Gф = 0,30– –0,35 кг/кг); iф – энтальпия пара, подаваемого в форсунки кДж/кг (определяется из таблиц для водяного пара по его параметрам, кДж/кг).
4. Определяется (только при сжигании твердого топлива) потеря теплоты от механической неполноты горения, %
|
(4.11) |
где aшл+пр, aун – доли золы топлива в шлаке, провале и уносе, %; Гшл+пр, Гун – содержание горючих в шлаке, провале и уносе, %.
Значения потери теплоты от механического недожога в зависимости от типа топочного устройства, вида топлива и шлакоудаления приводятся в нормативном методе теплового расчета котлов и в справочной литературе.
5. Определяется потеря теплоты с уходящими газами. Этот показатель определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева и холодного воздуха, %
|
(4.12) |
где
Iух
– энтальпия уходящих газов при избытке
воздуха ух
и температуре
(определяется
поI-
-таблице
(см. табл. 1.3)),
кДж/кг (кДж/м3);
I0.прс
– энтальпия воздуха, присасываемого в
газоходы котла, кДж/кг (кДж/м3).
Для определения потери теплоты с уходящими газами необходимо произвести выбор температуры уходящих газов (см. табл. 4.4). Выбор производится на основе технико-экономического расчета по условию оптимального использования топлива и расхода металла на хвостовые поверхности нагрева. Однако во избежание низкотемпературной коррозии при температурах металла, меньших температуры точки росы, приходится выбирать повышенные температуры уходящих газов по сравнению с экономически выгодной или принимать специальные меры по защите воздухоподогревателя.
Таблица 4.6
Потери тепла с недожогом (q3 + q4) в газомазутных котлах
№ п/п |
Топливо |
Суммарный недожог q3 + q4, % при нагрузках котла в процентах от номинальной | ||
D = 100 |
70 ≤ D < 100 |
D < 70 | ||
1 |
Мазут |
0,10–0,15 (0,15–0,20)* |
0,15–0,20 (0,20–0,25)* |
0,30–0,40 (0,40–0,50)* |
2 |
Природный газ |
0,05–0,07 |
0,05–0,10 |
0,10–0,15 |
* Значения в скобках – для топок, не оборудованных газоплотными цельносварными экранами | ||||
Примечание: Для котлов производительностью < 45 кг/с (160 т/ч), величина суммарного недожога q3 + q4 может быть увеличена в 1,5–2 раза. |
6. Определяется потеря теплоты от химической неполноты горения. Потеря теплоты q3 обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в уходящих газах, %
|
(4.13) |
Потеря теплоты с химическим недожогом для пылеугольных топок с твердым и жидким шлакоудалением принимается равной q3 = 0. Для слоевых топок с пневмомеханическими забрасывателями и цепными решетками обратного хода q3 < 0,1, а для топок с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками, а также для топок с цепной решеткой прямого хода q3 < 1,0. Для камерных топок газомазутных котлов значения этих потерь приведены в табл. 4.6.
7. Определяется потеря теплоты от наружного охлаждения. Потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке (q5ном) для стационарных паровых котлов приведены в табл. 4.7, для водогрейных котлов – в табл. 4.8. При производительности котла, превышающей 250 кг/с (900 т/ч) принимается q5ном = 0,2 %.
При нагрузках, отличающихся от номинальной более чем на 25 %, величина q5 пересчитывается по формулам, %
|
(4.14) |
|
(4.15) |
где Dном – номинальная нагрузка парогенератора, т/ч; D – расчетная нагрузка парогенератора, т/ч; Nном – номинальная мощность водогрейного котла, МВт; N – расчетная мощность водогрейного котла, МВт.
Таблица 4.7